JP2003107271A - 同種光ファイバの接続方法 - Google Patents
同種光ファイバの接続方法Info
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Abstract
で、しかも高い強度で接続することを可能とする同種光
ファイバの接続方法を提供すること。 【解決手段】 第1の光ファイバと、この第1の光ファ
イバと同種の第2の光ファイバを融着接続する工程、お
よび接続部を加熱処理し、接続部における前記第1の光
ファイバのMFDと前記第2の光ファイバのMFDとが
適合するように、MFDを拡大させる工程を具備するこ
とを特徴とする。
Description
同士を低損失で接続する方法に関する。
数本の光ファイバを接続した光ファイバが用いられてい
る。このように複数本の光ファイバを接続することによ
って、所定のケーブル条長で必要な特性を調整すること
が可能である。この場合、同種のファイバ同士の接続の
場合も、異種のファイバ同士の接続の場合も、単に融着
機を使用して、複数本のファイバ同士を接続するだけで
ある。
め、単一モード光ファイバ(1300nm零分散光ファ
イバ)と、この単一モード光ファイバの分散及び分散ス
ロープを補償する分散補償光ファイバ(DCF,DSC
F,RDF等)とを接続し、1550nm帯の高速通信
を行う分散マネージメント線路が盛んに検討されてい
る。また、この分散マネージメント線路では、従来と同
様に、条長および特性調整のため、同種のファイバの接
続も行われる。
散光ファイバ)の1550nmでのMFDは9〜11μ
mであり、更にはMFD拡大型単一モード光ファイバに
おいては、MFDは11μm以上である。
補償光ファイバは、Δ(比屈折率差)が3%前後と高
く、コア径が2〜3μmと通常の単一モード光ファイバ
に比べて極端に小さい構造である。従って、分散補償光
ファイバの1550nmでのMFDは5μm程度とな
る。
光ファイバのような異種ファイバを単に接続したので
は、MFDに差があり、接続部において光漏れが起こっ
てしまう。この光漏れを低減するために、加熱や放電な
どの手段によってドーパントを拡散させてコアを拡大さ
せる方法がある。これにより、MFDの小さなファイバ
のMFDがMFDの大きなファイバのMFDに合うよう
になり、滑らかな接続部でファイバを結合することがで
きる。
は、それぞれの光ファイバのMFD半径をW1,W2と
し、突き合わせたときの軸ずれ量をdとすると、次式で
表される。
する場合のMFDと理論接続損失の関係を図7に示す。
同種ファイバでは、W1≒W2であり、分散補償光ファ
イバのMFDは約5μmである。
ファイバにおいて、軸ずれ量d=2μm、3μm、4μ
mで、光ファイバを突き合わせ、接続した場合の接続損
失は、それぞれ、0.72dB、1.63dB、2.8
9dBであり、軸ずれ量の増加に伴い、接続損失は急激
に増加することがわかる。
接続となると、僅かな軸ずれでも接続損失に与える影響
は非常に大きくなる。
融着接続部に追加放電を施すなどの手法を用いて、コア
内のGeを拡散させ、低損失化する方法もある。しかし
ながら、放電が非常に局所的であること、放電では、高
温で比較的短時間処理して急冷することから、ガラスの
歪みが生じ、拡散状態が不安定になる。また、追加放電
を複数回繰り返すことにより、ファイバ外径変動(くび
れ)等の不具合が発生するため、追加放電条件の選定が
非常に困難となる。従って、放電のみによる低損失化に
は限界がある。
イバの接続を含む分散マネージメント線路を、例えば光
海底ケーブル等に使用する場合、低損失で且つ高強度の
接続部が要求されることとなる。
方法は、例えば図9に示すような手順で行われる。図9
に示す手順では、融着接続前に強度劣化要因(ファイバ
カッター、融着接続機のV溝、ファイバクランプ等への
接触)を除去するため、或いはその影響を軽減するため
に、保護層を形成している。
も、その表面には少なからずタック性が残るため、融着
接続時のファイバの直進性が損なわれ、融着接続後の軸
ずれ量は保護層が無い場合と比較して、非常に大きくな
る。この理由は、融着接続時にファイバが蛇行したり、
前進すべきタイミングで前進しないためである。
度で接続しようとした場合、僅かな軸ずれも生じないよ
うに接続しなければ、接続損失を低減することができな
い。
種ファイバを低損失で接続するためには、上記のような
問題を解決する必要がある。
同種光ファイバを、バラツキなく、低損失で、しかも高
い強度で接続することを可能とする同種光ファイバの接
続方法を提供することを目的とする。
め、本発明は、第1の光ファイバと、この第1の光ファ
イバと同種の第2の光ファイバを融着接続する工程、お
よび接続部を加熱処理し、接続部における前記第1の光
ファイバのMFDと前記第2の光ファイバのMFDとが
適合するように、MFDを拡大させる工程を具備するこ
とを特徴とする同種光ファイバの接続方法を提供する。
は、工程内のバラツキの範囲内において、実質的に同一
の屈折率分布のコアを有し、工程内のバラツキの範囲内
において、実質的に同一のファイバ径およびコア径を有
するものを言う。
前記接続部の加熱処理工程において、前記第1の光ファ
イバと第2の光ファイバの位置ずれが修正される。
に、100℃/sec以下の徐冷速度で徐冷することが
望ましい。特に好ましい徐冷速度は、5〜35℃/se
cである。徐冷速度が100℃/secを越えると、急
冷と同様に拡散状態が不安定となり、ガラスにひずみが
生じるので、好ましくない。
ざけたり、加熱処理具による加熱量を調整することによ
り行うことが出来る。
接続部の接続損失を測定しつつ行い、前記接続損失の測
定値が低下して所定の値に到達したときに、前記接続部
の加熱処理工程を停止することが望ましい。即ち、加熱
処理中に、接続損失をパワーメータやOTDRにより測
定し、測定値が最小値になる直前に、加熱処理を停止す
るのである。なお、加熱処理を停止した後、上述のよう
に100℃/sec以下の徐冷速度で徐冷することが望
ましい。
m以下の光ファイバの接続に有効に適用することが出来
る。
する。
失を測定する状態を模式的に示す図であり、図1ではO
TDRにより、図2,図3ではパワーメータにより、そ
れぞれ接続損失を測定している。
は、励振のために使用されている。ダミーファイバと光
ファイバとの接続は、V溝接続または融着接続により行
われている。
図1〜図3に示すように、光ファイバ1と、これと同種
の光ファイバ2とを融着接続した後、その接続部を加熱
する。加熱は、その接続部における光ファイバ1と光フ
ァイバ2のミスマッチを無くすよう、MFDを拡大する
ように行われる。
の融着接続部を加熱してMFDを拡大することにより、
接続損失を容易に低減することが可能である。また、実
際の軸ずれ量は毎回異なるものの、或る範囲内(好まし
くは0.9mm以下)に抑えておけば、単にMFDを拡
大することにより、接続損失を0.1dB以下とするこ
とが可能である。
場合においても、MFDの拡大と同時に軸ずれ量も低減
するため、接続損失のバラツキを小さくすることがで
き、且つ低い接続損失が得られる。
すように、パワーメータやOTDRで接続損失の測定を
行い、所望の接続損失、例えば最小の接続損失になる直
前に加熱を停止する。その結果、目的とする低い接続損
失を得ることが可能である。
100℃/sec以下で徐冷することにより、光ファイ
バに微小クラックや収縮歪みが発生するのを防ぐことが
でき、また急冷によるドーパントの拡散の不平衡を防止
することができる。それによって、低い接続損失を得る
ことが可能である。
て説明する。
アがGeO2 高濃度ドープシリカからなり、クラッドが
純シリカからなる。MFD=4.9μm。
アがGeO2 高濃度ドープシリカからなり、クラッドが
純シリカからなる。MFD=4.9μm。
アがGeO2 高濃度ドープシリカからなり、クラッドが
純シリカからなる。MFD=4.3μm。
アがGeO2 高濃度ドープシリカからなり、クラッドが
純シリカからなる。MFD=4.3μm。
続サンプルを作製し、その接続損失及びMFDを調べ
た。即ち、図1〜3に示すように、光ファイバ1と光フ
ァイバ2を接続し、バーナーを用いて加熱処理し、OT
DR(optical time domain reflectometer)(図1)お
よびパワーメータ(図2,図3)で接続損失を測定し
た。
光ファイバ2の接続サンプルの加熱処理中の接続損失の
測定結果を図4および図5に示す。
少し、最小領域では0.05dBにもなることがわか
る。また、図5から、接続損失の初期値がいずれの値で
あっても、熱処理により接続損失は減少することがわか
る。
2.05dBであり、加熱処理条件は1550nmでの
接続損失が0.07dB以下となったところ(図4の最
小領域内)で、前記バーナーを前記接続サンプルから遠
ざけて徐冷し始め、その遠ざける速度を調整することに
より、100℃/sec以下の遅い徐冷速度、この場
合、10℃/secで徐冷した。尚、バーナーのガス流
量を変化させて徐冷し始め、そのガス流量の変化量を変
えて徐冷速度を制御するようにしてもよい。その結果、
最終的に接続損失は平均で0.05dBであった。
式(2)により計算すると、d=3.37μm(実測値
は3μm)であった。
イバ4の接続サンプルについても、加熱処理中の接続損
失を測定した。その結果を図6に示す。図6から、初期
接続損失(平均値)は6.96dBと高く、バラツキも
3.03dBと大きい。しかし、加熱により平均で0.
05dBまで接続損失を低減することができ、バラツキ
も0.00dBと小さくできることがわかる。
イバ4の接続サンプルについて、分散補償ファイバ1と
分散補償ファイバ2の接続サンプルの場合と同様に、軸
ずれ量dを計算したところ、加熱処理前でd=6.20
μmであった。
と理論接続損失の関係を示す。また、図8は、図7の縦
軸レンジを拡大して示すグラフである。図7から、光フ
ァイバ1と光ファイバ2について上述の計算で得た軸ず
れ量d=3.37μmが変らなければ、加熱によってM
FDが10.51μmまで広がったとしても、0.49
dBの接続損失しか得られない。
Dが10.51μmならば、式(1)、式(2)より軸
ずれ量はd=0.97μmとなるはずであり、加熱処理
前の軸ずれ量d=3.37μmの半分以下に減少する。
著であり、加熱処理により、軸ずれ量は6.20μmか
ら0.97μmまで大幅に減少できることになる。
イバの接続部の加熱処理により、MFDが拡大し、軸ず
れ量が減少し、その結果、接続損失を大幅に減少し得る
ことが明らかである。
同種光ファイバを、バラツキなく、低損失で、しかも高
い強度で接続することが可能であるという優れた効果を
奏する。
測定系の一例を示す図。
損失測定系の一例を示す図。
損失測定系の一例を示す図。
理したときの接続損失の実測値および理論値と、MFD
の実測値とを示す特性図。
理したときの接続損失の実測値を示す特性図。
理したときの接続損失の実測値を示す特性図。
性図。
示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】第1の光ファイバと、この第1の光ファイ
バと同種の第2の光ファイバを融着接続する工程、およ
び接続部を加熱処理し、接続部における前記第1の光フ
ァイバのMFDと前記第2の光ファイバのMFDとが適
合するように、MFDを拡大させる工程を具備すること
を特徴とする同種光ファイバの接続方法。 - 【請求項2】前記接続部の加熱処理工程において、前記
第1の光ファイバと第2の光ファイバの位置ずれを修正
することを特徴とする請求項1に記載の同種光ファイバ
の接続方法。 - 【請求項3】前記接続部の加熱処理工程の終了時に、1
00℃/sec以下の徐冷速度で徐冷する工程を更に具
備することを特徴とする請求項1に記載の同種光ファイ
バの接続方法。 - 【請求項4】前記接続部の加熱処理工程を、前記接続部
の接続損失を測定しつつ行い、前記接続損失の測定値が
低下して所定の値に到達したときに、前記接続部の加熱
処理工程を停止することを特徴とする請求項1に記載の
同種光ファイバの接続方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001298008A JP4609827B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 同種光ファイバの接続方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2003107271A true JP2003107271A (ja) | 2003-04-09 |
JP4609827B2 JP4609827B2 (ja) | 2011-01-12 |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58211723A (ja) * | 1982-06-03 | 1983-12-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光フアイバの高強度接続方法 |
JPS61117508A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光フアイバの接続方法 |
JPH06174961A (ja) * | 1992-12-02 | 1994-06-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバの接続方法 |
JPH07248423A (ja) * | 1994-03-09 | 1995-09-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光ファイバ接続方法 |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001298008A patent/JP4609827B2/ja not_active Expired - Fee Related
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